(57)【要約】【課題】  クリームはんだの塗布、電子部品のマウント、はんだリフローの各工程を行った後でも、弱粘着性層の粘着強度の増加の程度が低い薄型基板用固定治具を提供する。【解決手段】  平板の片面に弱粘着性層を形成した薄型基板用固定治具において、弱粘着性層形成後の後熱処理によって、薄型基板の部品実装工程であるリフローを通過した後の弱粘着性層の粘着強度が、部品実装前の粘着強度に対し３倍未満とされていることを特徴とする。  平板の片面に弱粘着剤層を形成したあと、リフローの最高到達温度を上回る温度領域にて加熱すること、また、リフローの最高到達温度以上の温度領域にて加熱する際の加熱時間を変えることにより、得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板の片面に弱粘着性層を形成した薄型基板固定用治具において、弱粘着剤層形成後の後熱処理によって、薄型基板の部品実装工程であるリフローを通過した後の弱粘着性層の粘着強度が、部品実装前の粘着強度に対し３倍未満とされていることを特徴とする薄型基板用固定治具。
【請求項２】
平板の片面に弱粘着性層を形成したあと、リフローの最高到達温度を上回る温度領域にて加熱することで、リフローを通過した後の粘着強度が部品実装前の粘着強度に対し３倍未満であるようにすることを特徴とする薄型基板用固定治具の製造方法。
【請求項３】
平板の片面に弱粘着性層を形成したあと、リフローの最高到達温度以上の温度領域にて加熱する際の加熱時間を変えることにより、リフローを通過した後の粘着強度が部品実装前の粘着強度に対し３倍未満であるようにすることを特徴とする薄型基板用固定治具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型フレキシブルプリント配線基板を載置、固定して、保管・移送・電子部品等を実装するときに用いる薄型基板用固定治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板は、生産性の向上や高信頼性により、近時、多くの電子機器に使用されている。近年、電子機器の小型化、軽量化に対応すべく、フィルム状の絶縁基板表面に導体パターンを備えたフレキシブルプリント配線基板（以下、薄型基板という）が多用されている。この薄型基板においては、上記導体パターン表面に電子部品を実装する、いわゆる表面実装方式が広く採用されている。
薄型基板は、通常、搭載する電子部品の配設位置等に応じて、クリームハンダ塗布工程等を経た後、このクリームハンダ塗布部に電子部品を搭載し、その後、これらを加熱してクリームハンダを溶融、硬化し、上記電子部品を薄型基板に接合する（特許文献１参照）。
【０００３】
薄型基板は、フレキシブルであるが故に、また、最近の小型化の進行によっても、以上の各工程や、保管・移送等に際してその都度個別に取り扱うことは、繁雑であり、不安定でもあるので、剛性を有する板材（プレート）表面に弱粘着性接着剤パターンを形成し、その弱粘着性接着剤パターンに薄型基板を装着することが行われている（特許文献２参照）。
【０００４】
特許文献２の保持搬送治具２０は、図２に示すとおり、プレート２１の表面に突出させて、例えばシリコーン樹脂からなる弱粘着性接着剤２２を用いて弱粘着性接着剤パターン２３を形成したもので、弱粘着性接着剤パターン２３は、薄型基板又は、該薄型基板を製造するための導電材料張積層板（共に図示せず）の非導通部に対応する位置に形成され、薄型基板に電子部品が搭載される導通部に対応する位置２４には形成されないものである。
また、別の態様では、薄型基板等に対応する部分に弱粘着性接着剤パターンを形成した上で、弱粘着性接着剤表面に電子部品が搭載される導通部に対応する位置には粘着力を有しないような措置を施すものも開示されている。
なお、形成された弱粘着性接着剤パターン２３中には、薄型基板の裏面（電子部品が搭載される面の反対側の面）に設けられる突出部を受け入れられるように、所要部に凹部２５が設けられている。
【特許文献１】特開昭６３−２０４６９５号公報
【特許文献２】特許第３４３５１５７号公報
【０００５】
弱粘着性層の粘着強度は、電子部品等を薄型基板に実装するためにクリームはんだを溶融固化されるはんだリフロー工程を経ると、はんだリフローの高温環境下で弱粘着性層が軟化し薄型基板とのなじみがよくなり、部品実装前の粘着強度に比べ大幅に増加し、薄型基板が大きな粘着強度、例えば５倍以上の粘着強度で薄型基板用固定治具に密着する現象が発生することが見られる。この現象が起こると、細幅部を有する薄型基板などでは、取り外し作業の際に、薄型基板が裂けたり破損したりする問題、あるいは、裂けや破損が発生しなくても薄型基板に反りが発生する問題があった。この現象は、部品実装前の粘着強度を所定値に設定した場合、部品実装前の粘着強度を所定値の３．５倍を越えた場合に、より顕著になることも知見された。
実装工程後の剥離強度を適正な値に保つために、リフロー前の粘着強度を低く抑えるようにすると、この場合はクリームはんだ印刷、治具の移動、部品マウント等の工程で、薄型基板の位置ずれや剥がれが発生し実装不良の原因となることが多くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、クリームはんだの塗布、電子部品のマウント、はんだリフローの各工程を行った後でも、弱粘着性層の粘着強度の増加の程度が低い薄型基板用固定治具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の薄型基板用固定治具は、平板の片面に弱粘着性層を形成した薄型基板用固定治具において、弱粘着性層形成後の後熱処理によって、薄型基板の部品実装工程であるリフローを通過した後の弱粘着性層の粘着強度が、部品実装前の粘着強度に対し３倍未満とされていることを特徴とする。
また、本発明の薄型基板用固定治具の製造方法は、平板の片面に弱粘着剤層を形成したあと、リフローの最高到達温度を上回る温度領域にて加熱することで、リフローを通過した後の粘着強度が部品実装前の粘着強度に対し３倍未満であるようにすること、また、リフローの最高到達温度以上の温度領域にて加熱する際の加熱時間を変えることにより、リフローを通過した後の粘着強度が部品実装前の粘着強度に対し３倍未満であるようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薄型基板に電子部品等を実装するためのリフロー工程による加熱処理を経ても、薄型基板用固定治具の弱粘着性層の粘着強度の増加の程度が大きくならないので、実装後の薄型基板の剥離工程で薄型基板に損傷を与えることがなくなるという顕著な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この種の薄型基板固定用治具は、平板の片面に弱粘着剤層を形成し、後熱処理を施して弱粘着性層とするが、本発明は、その後熱処理をコントロールすることによって、初期の弱粘着性層の粘着強度を所定の値にすると共に、リフロー等の電子部品等を薄型基板に接合するための熱処理を経た後でも、弱粘着性層の粘着強度の増加の程度を比較的に大きくならないようにすることができる、との知見に基づいて発明されたものである。
すなわち、本発明者は、後熱処理の、加熱温度ないし加熱時間を変化させると、図１に示すように、初期の弱粘着性層の粘着強度をほぼ一定としても、リフローの工程の熱処理を経た後の粘着強度に大きな相違が現れることを見出した。
【００１０】
図１は、以下の条件による、弱粘着性層の粘着強度の変化の実験結果を棒グラフで示したものである。
◎薄型基板用固定治具の構成：
○平板：アルミニウム板
○弱粘着剤層：平板にシランカップリング剤が配合されたシリコーン樹脂系接着剤を塗布し、その上に一般汎用シリコーン樹脂を形成した層
○弱粘着性層後熱処理：図１中に記載
○薄型基板：ベースシートはポリイミドシート、サイズ＝２０ｍｍ幅×１２５ｍｍ長さ×０．０３ｍｍ厚
○擬似的はんだリフロー処理：炉中熱風乾燥による２５０℃×３分  
○粘着力測定：ＪＩＳ  Ｚ０２３７  ９０°引き剥がし法
【００１１】
図１において、最下段横軸の温度と時間は、弱粘着性層後熱処理の温度と時間を示し、「リフロー前」は弱粘着性層後熱処理のまま、「リフロー後」は擬似的はんだリフロー処理後を示す。縦軸は、各条件下において粘着力測定を行ったときの粘着強度（引き剥がし強度）である。
図１によれば、弱粘着性層後熱処理のままの粘着強度は、弱粘着性層後熱処理の処理条件に余り影響を受けないが、擬似的はんだリフロー処理後の粘着強度は、弱粘着性層後熱処理の処理条件により大きく影響される。擬似的はんだリフロー処理温度を２５０℃とした場合に、仮想擬似的はんだリフロー処理時間を、実際の処理時間の約１０倍の３分に設定しても、弱粘着性層後熱処置温度がリフロー処理温度を上回る２７０℃であると、３０分、１０分において粘着強度の増加は僅かであり、同２６０℃の場合も、３０分でギリギリ３．５倍近傍に収まり、ここには図示等を省略するが、加熱時間を１時間に延長すると、十分に粘着強度の増加を抑制することができることが分かった。
【００１２】
一方、リフロー処理温度である２５０℃の場合には、３０分では、粘着強度が非常に高まり、処理時間を１時間に延長すると、粘着強度が所望の値に収まる。そして、リフロー処理温度以下である２２５℃の場合には、３０分では、粘着強度が非常に高まり、図示は省略するが、処理時間を延長しても、粘着強度は殆ど低下しなかった。
この時間延長の効果は、リフローの最高到達温度以上の温度領域にて加熱する際に一般的に見られることも分かった。確認された実験結果によれば、リフローの最高到達温度と同温度で約１時間、リフローの最高到達温度より２０℃高い温度で約１０分程度、との知見を得ている。
なお、リフローの温度は、共晶はんだの２２０℃以上で２５０℃程度が通常用いられている。
【００１３】
本発明の薄型基板用固定治具を構成する材料について、説明する。
平板の材質としては、クリームハンダによるフリップチップの実装のための加熱に耐え得る耐熱性を有する剛体であれば、格別の制限はないが、例えば、アルミニウム合金、ガラスエポキシ複合板、マグネシウム合金などが好適なものとして挙げられる。
弱粘着剤層を形成させる材質としては、耐熱性、耐寒性、電気絶縁性を有し、自己密着性を有し、繰り返し粘着することができるものが望ましく、例えば、シリコーン、ポリイミドシリコーン、末端に硬化性官能基を有するフッ素化ポリエーテル骨格を有するフッ素系エラストマーを硬化せしめたものなど耐熱性の高いエラストマー材料が挙げられる。
弱粘着剤層の表面は、鏡面に仕上げられていることが望ましい。
【００１４】
平板に弱粘着性層を形成する場合、平板上にカップリング剤、例えばシランカップリング剤を含む接着剤で下地皮膜を形成し、弱粘着剤層を形成することが好ましい。
シランカップリング入りの液状シリコーン樹脂系接着剤で下地皮膜を形成する場合、下地皮膜の厚さは１０〜２０μｍとし、その上に一般的なシリコーン樹脂皮膜で弱粘着剤層を形成する場合には、その厚さは５０〜２５０μｍ、好ましくは７５〜１５０μｍとする。
皮膜形成は、塗布法や、支持シート上に形成した未硬化の層を転写する方法でも良い。
弱粘剤層は、熱処理を施して、硬化させると共に粘着強度を調整して弱粘着性層とする。弱粘着性層の硬さは、好ましくは２０〜７０°Ｈｓ、より好ましくは４０〜６０°Ｈｓが適当である。
【実施例】
【００１５】
［実施例1］
アルミニウム平板にシランカップリング剤入りの液状シリコーン樹脂系接着剤ＴＳＥ３２２１(東芝シリコーン（株）製)を厚さ１０μｍでスクリーン印刷等により塗布し加熱硬化させた上からミラブル型の一般汎用シリコーン樹脂ＫＥ−９５１０Ｕ(信越化学工業（株）製)の厚さ１００μｍの未硬化シートを貼付け、１３０℃、３分加熱硬化後、さらに熱風乾燥機で２７０℃、３０分後熱処理して弱粘着性層を形成し薄型基板用固定治具を作製した。
次に薄型基板用固定治具の弱粘着性層にポリイミド製の薄型基板を粘着固定し、熱風乾燥機を使用して２５０℃、３分の条件で擬似的にはんだリフローを施した。
その後室温まで放冷し、ＪＩＳ  Ｚ０２３７  １０．５に基づき薄型基板と弱粘着性層との粘着強度を測定したところ、はんだリフロー実施前の粘着強度が２ｇｆ／１０ｍｍであるのに対し、はんだリフロー実施後は３ｇｆ／１０ｍｍであった。
【００１６】
［実施例2］
アルミニウム平板に液状シリコーン樹脂系接着剤ＴＳＥ３２２１（前出）を塗布し加熱硬化させた上からシリコーン樹脂ＫＥ−９５１０Ｕ（前出）の厚さ１００μｍの未硬化シートを貼付け、１３０℃、３分加熱硬化後、さらに熱風乾燥機で２５０℃、１時間乾燥させて弱粘着性層を形成し薄型基板用固定治具を作製した。
次に薄型基板用固定治具の弱粘着性層にポリイミド製の薄型基板を粘着固定し、熱風乾燥機を使用して２５０℃、３分の条件で擬似的にはんだリフローを施した。
その後室温まで放冷し、ＪＩＳ  Ｚ  ０２３７  １０．５に基づき薄型基板基板と弱粘着性層との粘着強度を測定したところ、はんだリフロー実施前の粘着強度が２ｇｆ／１０ｍｍであるのに対し、はんだリフロー実施後は５．９ｇｆ／１０ｍｍであった。
【００１７】
［比較例１］
実施例１と同様に、アルミニウム平板にシリコーン樹脂ＫＥ−９５１０Ｕを貼付け１３０℃、３分加熱硬化後、さらに熱風乾燥機で２２５℃、３０分乾燥させて弱粘着性層を形成し薄型基板用固定治具を作製した、
実施例１、２と同様の方法で擬似的にはんだリフロー実施後粘着強度を測定したところ、はんだリフロー実施前は３ｇｆ／１０ｍｍであるのに対し、はんだリフロー実施後は１５ｇｆ／１０ｍｍであった。
【００１８】
［比較例２］
実施例１と同様にアルミニウム平板にシリコーン樹脂ＫＥ−９５１０Ｕを貼付け１３０℃、３分加熱硬化後、さらに熱風乾燥機で２５０℃、３０分後熱処理して弱粘着性層を形成し薄型基板用固定治具を作製した。
実施例と同様の方法で擬似的にはんだリフロー実施後粘着度を測定したところ、はんだリフロー実施前は２．４ｇｆ／１０ｍｍであるのに対し、はんだリフロー実施後は１８ｇｆ／１０ｍｍであった。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明により、リフロー処理等の加熱処理を経ても、弱粘着性層の粘着強度が極度に増加することがないようにすることができた。そして、薄型基板を基板から剥離する際に破損・反り等を起こすことがなくなる。このことにより、薄型基板への電子部品の実装等が今までより確実に行われ得るので、薄型基板の保存・移送からフリップチップの表面実装までより好適に行うことができ、電子機器製造の分野で非常に望ましい薄型基板用固定治具として好適に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】弱粘着剤層を乾燥・硬化する際の後熱処理温度および時間の差異によるリフロー加熱処理後の粘着強度の差異を示すグラフである。
【図２】従来の保持搬送治具を示す説明図で、（イ）は平面図、（ロ）は（イ）の−線に沿う部分断面説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
２０：保持搬送治具
２１：プレート
２２：弱粘着性接着剤
２３：弱粘着性接着剤パターン
２４：（フレキシブルプリント配線板の）導通部に対応する位置
２５：凹部
【図１】
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【図２】
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